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数学建模可以轻松解决很多难题哈!更有个人这么用数模,在以论坛上看到的:6 H, g4 f+ B5 O& M! L6 ]
男生追女生的超强数学建模分析
- E/ |' B1 ]4 @. o9 e4 t问题分析
5 W7 `4 b3 ^$ z1 j, Z" g5 G7 T2 D7 r7 }. y
男生追女生,对男生来说最重要的是学习、爱情两不误。因此我们引进男生的学业成绩函数Y(t)。
" c' ^- \9 `1 w( u E; }$ ]4 R" e5 a( U
首先,我们不考虑男生的追求攻势,则影响该函数的因素主要是两个人的关系程度。为了便于分析,我们将两人的关系简化为女生对该男生的疏远度,于是引入疏远度函数X(t)。
7 A$ ?! \+ C! A- m& x" v1 r9 s5 ~% K, p g3 M
问题就转化为求解Y(t)和X(t)的相互作用关系。利用微分,很容易就可以求出两者的关系。但现实中男生可能会对该女生发起一轮轮的追求攻势,因此还要考虑到追求攻势对模型的影响。而追求攻势又与女生的疏远度有关,可以简化地将两者看成是正比关系。将追求攻势加入到模型中,就可以找出攻势与Y(t)和X(t)的关系了。 8 a7 G$ D. x; L* e) {4 ~
& {6 _/ u# R }
模型假设
" ] E+ F% w& K% b! \2 J 1、t时刻A君的学业成绩为Y(t); ' E) b9 h" x( ^
2、t时刻B女对A君的疏远度为X(t); + F0 r: e* l6 E) ]
3、当A君没开始追求B女时B女对A君的疏远度增长(平时发现的A君的不良行为)符合Malthus模型,即dX/dt=aX(t)其中a为正常数。 7 M5 {+ }& w8 q8 N; R
4、当Y(t)存在时,单位时间内减少X(t)的值与X(t)的值成正比,比例常数为b,从而 dX(t)/dt=aX(t)-bX(t)Y(t)。
* Y! H# j7 B; I! p, ` 5、A君发起对B女追求后,立即转化为B女对A君的好感,并设定转化系数为 α,而随着的A君发起对B女的追求,A君学业的自然下降率与学业成绩成正比,比例系数为e。于是有dY(t)/dt=αbX(t)Y(t)-eY(t)。 5 q S7 j0 F6 a+ O
5 f9 Z0 M, T; ]- K) ^ T模型构成 : G% N# X* z T) a% r% E
( K9 T& u4 {# ^: n+ n 由假设4和假设5,就得到了学业与疏远度在无外界干扰的情况下互相作用的模型:
9 q0 N5 {: c/ [) ]- P {dX(t)/dt=aX-bXY;dY(t)/dt=cXY-eY} 其中c=αb. (1) & q* L5 O+ G% t* J- N4 c6 J
3 Y2 `6 o; U. A4 r- D/ U 这是一个非线性自治系统,为了求两个数X与Y的变化规律,我们对它作定性分析。令{aX-bXY=0;cXY-eY=0} 解得系统(1)的两个平衡位置为:O(0,0),M (e/c,a/b)。从(1)的两方程中消去dt,分离变量可求得首次积分:
- m- r. y3 d3 m F(X,Y)=cX-dln|X|-aln|Y|=k (2) 8 I# M: _" R, |, A' f/ G n$ J" j
$ x O; Z9 s1 N9 T- ]# t
容易求出函数F(X,Y)有唯一驻点为M(e/c,a/b)。再用极值的充分条件判断条件可以判断M是F的极小值点。同时易见,当X→∞(B女对A君恨之入骨)或Y→∞ (A君是一块只会学习的木头)时均有F→∞;而X→0(A君作了变形手术,B女对他毫无防备)或Y→0(A君不学无术,丝毫不学习)时也有F→∞。由此不难看出,在第一象限内部连续的函数z=F(X,Y)的图形是以M为最小值点,且在第一卦限向上无限延伸的曲面,因而它与z=k(k>0)的交线在相平面XOY的投影F(X,Y)=k (k>0)是环绕点M的闭曲线簇。这说明学业成绩和疏远度的指数成周期性变化。 Y. b. |# h; z. m y
& m1 ]: x# \/ _/ W; }# @% W
结果解释
* H$ }: m, ]: {1 \* l c, R, R8 E; R5 ]0 F/ y# b* j
从生态意义上看这是容易理解的,当A君的学习成绩Y(t)下降时,B女会疏远 A君,疏远度X(t)上升;于是A君就又开始奋发图强,学习成绩Y(t)又上升了。于是B女就又和A君开始了来往,疏远度X(t)又下降了。与B女交往多了,当然分散了学习时间,A君的学习成绩Y(t)下降了。
- F3 E% l _* V
5 R. E* B. @2 r4 m9 {, L9 h1 ^ 然而我们可证明,尽管闭轨线不同,但在其周期内的X和Y的平均数量都分别是一常数,而且恰为平衡点M的两个坐标。事实上,由(1)的第二个方程可得: dY/Ydt=cX- e,两端在一个周期时间T内积分,得:
3 D# d! {6 p7 A4 I( E c. }/ h ∫(dy/Ydt)dt=c∮Xdt-dT (3)
& p- B; p+ x( {' T5 R" z* I5 E' A3 W4 {9 k* K
注意到当t经过一个周期T时,点(X,Y)绕闭轨线运行一圈又回到初始点,从而:∫(dY/Ydt)dt=∮dY/Y=0。所以,由(3)式可得:(∫Xdt)/T=e/c。
1 _' g& r/ o6 }; _- S: p
2 Z0 K+ g4 J0 d0 b1 ? 同理,由(1)的第一个方程可得:(∫Ydt)/T=a/b。 " O+ k) ^$ w+ x2 f: D" p) [6 K: M
- S8 }2 P. A: [2 K9 S模型优化
4 \ D, v* S! _+ ]7 o' {; u
/ q- q% S0 R6 n 考虑到追求攻势对上述模型的影响。设追求攻势与该时刻的疏远度成正比,比例系数为h,h反映了追求攻势的作用力。在这种情况下,上述学业与疏远度的模型应变为: 7 ]% P+ Z' U8 _/ h6 ]
{dX/dT=aX-bXY-hX=(a-h)X-bXY;dY/dt=cXY-eY-hY=cXY-(e+h)Y} (4)
, m9 c; |3 m0 A- x5 Z2 t1 J0 Q" z: Y3 J/ M K/ d
将(4)式与(1)式比较,可见两者形式完全相同,前者仅是把(1)中X与Y的系数分别换成了a-h与e+h。因此,对(4)式有 ' y W, x+ k+ L; O1 }0 [' G& C; W! X( b
x’=(∫Xdt)/T=(e+h)/c,y’=(∫Ydt)/t=(a-h)/b (5)
0 y0 V) Q" o! n4 a7 Q1 @0 X6 V& h& n9 ^; m
利用(5)式我们可见:攻势作用力h的增大使X’增加,Y’减少。 6 V1 x9 R2 ~1 E" Q8 ]4 y" @" C
; }! W! {) o. O4 X
我们的建议
n. S; P, K- D; T0 I/ K' e% N, u( u7 v, c6 r ?
考试期间,由于功课繁忙,使得追求攻势减少,即h减小,与平时相比,将有利于学业成绩Y的增长。这就是Volterra原理。 此原理对男生有着重要的指导意义:强大的爱情攻势有时不一定能达到满意的效果,反而不利与学业的成长;有时通过慢慢接触,慢慢了解,再加上适当的追求行动,女生的疏远度就会慢慢降低。学习成绩也不会降低! l3 Z7 |- r7 }2 k" g. |
以上资料来源于赛才网
: Y, T8 |$ f E7 w5 D# U5 D7 {路径:赛才网=》赛坛=》MCM论坛
6 p6 M% G% R( \2 V" c" _8 Q7 @! r2 K0 g) ]( ]8 X D2 @2 m
哈哈,牛人一个啊! |
zan
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